柴油发动机后处理加热和清洁混合操作的制作方法_5

文档序号:8485312阅读:来源:国知局
扭矩请求,从而可以满足期望的轴扭矩。然后,柴油发动 机扭矩模块908将接收的即时扭矩请求972转化为喷射燃料质量927。当即时扭矩请求972 小于用于实现期望的轴扭矩903的扭矩整形分布(例如,未实现可接受的驾驶性能)时,策 略执行模块970将即时马达扭矩974输出至马达扭矩模块920以补偿在即时扭矩请求972 和扭矩整形分布之间的差值,从而实现可接受的驾驶性能。
[0068] 基于即时扭矩请求972,柴油发动机扭矩模块908确定喷射燃料质量927以在保持 所需空燃比的同时实现期望的轴扭矩。如前所述,柴油发动机扭矩模块908通过空气流致 动器调整进气质量,例如,排气再循环929、进气压力931和节气门开度933,以实现进气质 量(和空气流的内容物,例如来自排气再循环的排气残余),从而使发动机能够以最佳排放 效率在期望操作点919处以稳态操作。基于在期望操作点919的进气质量,如果即时扭矩 请求972被控制到所选燃烧模式921,喷射燃料质量应实现在稳态下在期望操作点919处的 扭矩以及在稳态和瞬态操作两者中的最佳排放效率。基于即时扭矩请求972控制喷射燃料 质量927允许在估计瞬时进气质量时始终保持所需空燃比,其中牺牲的任何驾驶性能都可 由即时马达扭矩974来补偿。
[0069] 马达扭矩模块920将命令的分配的马达扭矩935输出至一个或多个扭矩机(40) 以用于提供即时马达扭矩974。
[0070] 示例性实施例还涉及在启用插入性发动机操作模式时选择期望发动机操作点。如 本文所用,术语"插入性发动机操作模式"是指发动机操作的所选模式,其构造成将排气供 给流温度增加至预定温度,从而可以进行图1的后处理系统11的对应的后处理装置的温度 加热事件。温度加热事件可包括对应的后处理装置的加热事件或清洁事件。相应地,术语 "预定温度"可指排气供给流的温度,其被可变地选择以进行对应的后处理装置的所需的加 热事件或清洁事件。换句话讲,预定温度不对应于任何一个温度值,而是被可变地选择以满 足对应的后处理装置的要求。应当理解,当插入性发动机操作模式被启用时,由于确保后 处理系统11的后处理装置有效地操作从而不将被调节组分排放到大气环境的增加的重要 性,从燃烧模式可用性模块904输出的可用燃烧模式中的任一种的选择被取代。因此,在插 入性发动机操作模式期间,在所需A下操作发动机以保持理想的排放和燃料经济性可被 暂时延迟,以便确保后处理系统11的后处理装置洁净并在所需温度下操作。
[0071] 对于插入性发动机操作模式来说,期望发动机操作点对应于具有最低总功率损失 的多个插入性发动机操作点中的一个。如上文参照图4的图线400所述,从最佳A值增加 喷射燃料质量导致增加的燃料消耗量,例如,减小的燃料效率和颗粒物。增加发动机负载也 与增加的喷射燃料质量有关。相应地,增加喷射燃料质量导致增加或升高的排气供给流温 度。虽然增加喷射燃料质量增加了排气供给流温度,但轮轴扭矩可因此从期望的轴扭矩增 加。为了补偿增加的喷射燃料质量和保持期望的轴扭矩,发动机的燃烧相位可从理想相位 延迟和/或一个或多个扭矩机可提供反作用的马达扭矩,以从增加的喷射燃料质量捕获额 外的发动机扭矩。如本文所用,术语"插入性发动机操作点"是指在插入性发动机操作模式 的发动机速度和扭矩范围内的速度-扭矩点,其在用来实现期望的轴扭矩的同时实现从发 动机输出的排气供给流的预定温度。如本文所用,术语"用来实现"可指仅利用由发动机提 供的扭矩实现期望的轴扭矩的插入性发动机操作点,或者插入性发动机操作点可对应于在 发动机扭矩和分配的反作用的马达扭矩的组合实现期望的轴扭矩的情况下未实现的插入 性发动机操作点。相应地,插入性映射可被取回,并且在每个插入性发动机操作点处的相应 的发动机功率损失和相应的马达功率损失可被加在一起以确定相应的总功率损失。
[0072] 参照图9, ECM 210的插入性发动机操作模式(IE0M)模块978监测图1的排气后处 理系统11的一个或多个后处理装置。为简单起见,此处的方法将涉及单个后处理装置;然 而,应当理解,此处的方法可同时应用于排气后处理系统11的后处理装置中的任一个。后 处理装置用来净化从发动机输出的排气供给流内的被调节组分。被调节组分可包括颗粒物 (PM)、氮氧化物(NOx)、经类(HC)、硫氧化物(SOx)、烟灰和一氧化碳(C0)。如前所述,排气 后处理系统11可包括后处理装置的任何组合,包括但不限于柴油氧化催化剂(D0C)、贫NOx 捕获(LNT)装置、柴油颗粒过滤器(DPF)装置和选择性催化还原(SCR)装置。基于该监测, IE0M模块978可为策略选择模块918生成插入性请求981,以使得插入性发动机操作模式 能够将排气供给流温度增加至预定温度。HCP 230的插入性请求模块990接收插入性请求 981,其中插入性请求模块990存储包括多个插入性发动机操作点的多个插入性映射,所述 多个插入性发动机操作点选择成实现排气供给流的预定温度并用来实现期望的轴扭矩。每 个插入性发动机操作点包括相应的发动机功率损失和相应的反作用马达损失。策略选择模 块接收发动机功率损失和马达功率损失991并且应用成本分析,从而选择对应于与最低总 功率损失相关联的插入性发动机操作点中的一个的期望发动机操作点。本文将单独地讨论 IE0M模块978和插入性请求模块990中的每一个的示例性实施例。
[0073] 参照IE0M模块978,监测后处理装置可包括监测后处理装置的温度。本文的实施 例不限于如何监测后处理装置的温度。例如,在后处理装置的输出和输入处的排气供给流 的温度之间的差值可用来确定横跨后处理装置的温度。应当理解,一些后处理装置必须在 阈值温度或以上操作,以便能够净化从发动机输出的排气供给流内的被调节组分。在非限 制性示例中,D0C和SCR的催化剂必须被"加温"以达到用于发生催化反应所需的"催化剂起 燃温度",以净化排气供给流内穿过D0C和SCR的被调节组分。当后处理装置的监测温度小 于温度阈值时,可由IE0M模块978确定后处理装置是否需要加热事件,从而达到后处理装 置的温度阈值。相应地,当确定加热事件的要求时,IE0M模块978可生成插入性请求981, 使得插入性发动机操作模式可被启用以将排气供给流温度增加至预定温度。排气供给流的 预定温度可被选择成将后处理装置的温度至少增加至温度阈值。
[0074] 实施例还涉及IE0M模块978监测后处理装置存储感兴趣的被调节组分的容量。在 一个非限制性实施例中,可通过监测横跨后处理装置的压差来监测后处理装置的容量。一 些后处理装置构造成捕获或存储排气供给流内感兴趣的被调节组分,使得被调节组分被释 放到大气环境中。相应地,术语"容量"可指后处理装置捕获或存储感兴趣的被调节组分的 能力。示例性实施例涉及当后处理装置的被监测容量小于容量阈值时引发清洁事件以清洁 或再生后处理装置,从而可以增加后处理装置的容量以有效地捕获或存储感兴趣的被调节 组分。容量阈值可指第一容量阈值或第二容量阈值,两者均在下文中更详细地描述。因此, 当后处理装置的被监测容量小于容量阈值时,可由IE0M模块978确定是否需要清洁事件, 从而增加后处理装置的容量。当需要清洁事件时,IE0M模块978可生成插入性请求981, 以使得插入性发动机操作模式能够将排气供给流温度增加至预定温度。排气供给流的预定 温度可基于对应的后处理装置的清洁事件所需要的温度而选择。非限制性示例可包括监测 DPF、LNT和SCR装置中的相应一个的容量以及在相应的容量小于相应的容量阈值时启用插 入性发动机操作模式。最后几段是极好的。
[0075] 在一个实施例中,插入性请求981可为启用插入性发动机操作模式的即时性分配 优先级。例如,当后处理装置的监测温度小于温度阈值时,可分配立即优先级。当分配了立 即优先级时,插入性发动机操作模式被立即启用以增加后处理装置的温度。在非限制性示 例中,当后处理装置包括D0C装置的加热事件时,可分配立即优先级。同样,当后处理装置 存储被调节组分之一的被监测容量小于第一容量阈值并且大于第二容量阈值时,可分配非 立即优先级。当分配了非立即优先级时,可由策略选择模块918延迟插入性发动机操作模 式的启用,直到后处理装置的被监测容量小于第二容量阈值。在当非立即优先级被分配的 一个实施例中,HCP 230可在延迟期间开始减小图1的高压电功率系统80的ESD的S0C, 使得当反作用马达扭矩被分配时,一旦执行插入性发动机操作模式就允许ESD接受来自一 个或多个扭矩机的电功率。应当理解,当被监测容量小于第二容量阈值时,可分配立即优先 级。在非限制性示例中,当后处理装置包括DPF装置并且DPF装置的被监测容量小于DPF 装置的第一容量阈值且大于DPF装置的第二容量阈值时,可分配非立即优先级。
[0076] 如前所述,插入性请求模块990存储多个插入性映射,其中在每个插入性发动机 操作点处可获得相应的发动机功率损失和相应的马达功率损失。策略选择模块918从插 入性请求模块990取回相应的发动机功率损失和马达功率损失991。在一个实施例中,来 自图模块910的图可被调整以对应于插入性发动机操作模式并存储在插入性请求模块990 中。利用取回的插入性映射,可由策略选择模块918将在每个插入性发动机操作点处的相 应的发动机功率损失和相应的马达功率损失加在一起,以确定在每个插入性发动机操作点 处的相应的总功率损失。每个发动机功率损失可基于相应的燃料损失,其中功率损失随着 喷射燃料质量增加而增加。发动机功率损失还可基于相应的变速器旋转损失,当变速装置 包括自动变速器时,该旋转损失对应于用来实现期望的轴扭矩的多个齿轮齿数比中所选的 一个。此外,每个马达功率损失可基于由施加反作用马达扭矩的一个或多个扭矩机生成的 电能。因此,对应于反作用马达扭矩的马达功率损失可包括负整数,并且通常可以表达为 功率增益。策略选择模块918可接着选择对应于具有最低总功率损失的插入性发动机操作 点中的一个的期望发动机操作点919。如前所述,期望发动机操作点919可输入到ECM 210 的燃烧模式确定模块906和柴油发动机扭矩控制模块908中的每一个。策略选择模块918 还将对应于期望发动机操作点919的插入性发动机操作模式的所选燃烧模式921输出到燃 烧模式确定模块。另外,当期望发动机操作点919包括未实现的插入性发动机操作点(即, 期望发动机操作点仅仅利用由发动机提供的扭矩未实现期望的轴扭矩)时,策略选择模块 918将分配的反作用马达扭矩923输出到马达扭矩模块920。应当理解,期望发动机操作点 919 ( 即,正整数)和分配的反作用马达扭矩923 (即,负整数)之和实现期望的轴扭矩903。
[0077] 图11包括根据本公开的描绘用于多个插入性发动机操作点中的每一个的相应的 发动机功率损失的图的非限制性的示例性图线1100。该示例性图线1100可存储在插入性 请求模块990中并由策略选择模块918取回以执行在插入性发动机操作点中的每一个处的 成本计算。所执行的成本计算分析在插入性发动机操作点中的每一个处的发动机功率损 失。还应当理解,用于插入性发动机操作模式的多个插入性发动机操作点可由基于发动机 10和变速装置的所选齿轮齿数比的最小和最大发动机速度限值约束。水平的x轴线代表 发动机负载(Nm),坚直的y轴线代表发动机功率损失的量值(kw)。分布线1102代表指示 当不启用插入性发动机操作模式时发动机时用于在多个发动机操作点处使用发动机的发 动机功率损失的基线发动机功率损失,每个发动机操作点指示速度-负载点。沿着分布线 1102,发动机的燃烧相位在理想的燃烧相位下操作以引起能够根据曲柄角度测量的所需燃 料质量比率。在图示实施例中,所需已燃烧燃料质量比率为50%。分段的分布线1104代表 经调整的发动机功率损失,其指示当启用插入性发动机操作模式时用于在多个插入性发动 机操作点处使用发动机的招致的发动机功率损失,以实现排气供给流的预定温度。随着发 动机负载减小,分段的分布线1104增加,例如,发动机功率损失的量值增加。发动机功率损 失与喷射燃料质量直接相关。相应地,当分段的分布线1104增加并且负载减小至虚线坚直 线1112左侧时,来自燃烧事件的排气供给流中产生的热量不足以充分地加热后处理硬件。 因此,喷射燃料质量必须增加至所需水平以上,以实现所需负载,同时燃烧相位必须从理想 燃烧相位延迟,以使负载保持较低并使排气供给流温度足够高,以实现用于后处理装置的 加热事件的预定温度。
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